CN102031719A - 一种加药装置 - Google Patents

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陈荣
朱小林
刘焕彬
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Abstract

本发明公开了一种加药装置，包括蒸发腔本体和与其连接的喷腔本体，所述蒸发腔本体内设有拉瓦尔喷嘴，所述拉瓦尔喷嘴出口对应于喷腔本体的入口，所述拉瓦尔喷嘴的入口设于蒸发腔本体的侧壁上，所述蒸发腔本体的侧壁设有加水口和吸药口，所述喷腔本体包括依次连接的引射管、混合管、扩压管，所述引射管从蒸发腔本体的连接处由大逐渐变小，所述混合管为直管，所述扩压管从混合管的连接处由小逐渐变大；本发明加药装置蒸发室密封、真空负压，连二亚硫酸钠以干粉状被吸入，可有效避免与空气接触；连二亚硫酸钠在本发明的加药装置内与水蒸汽射流混合后直接加入纸浆进行高浓漂白，不需要另外搅拌和隔绝空气的保护措施。

Description

一种加药装置
技术领域
本发明应用于造纸工艺流程中的设备，具体是指一种加药装置。
背景技术
为减少环境污染、提高漂白效率，造纸制浆漂白技术向中浓(8～25％)、高浓(＞25％)漂白发展。连二亚硫酸钠是高得率浆漂白的有效漂白剂，具有设备投入少、生产稳定、漂白成本低、环境危害小等优点。作为一种典型的还原性漂白剂，连二亚硫酸钠是过氧化氢等氧化性漂白剂的有效补充，过氧化氢+连二亚硫酸钠两段漂不仅可取得良好的漂白效果，而且可降低成本、提高产品质量。
造纸制浆漂白工艺中，连二亚硫酸钠的加入方法有多种，有的在磨木机浆坑或磨浆磨盘中加入，有的则直接往输送纸浆泵进浆口加入等，均需将粉状连二亚硫酸钠用水稀释再加入浆料，由于连二亚硫酸钠在水介质中极易与空气中的氧发生作用而水解，生成亚硫酸氢钠(2Na2S2O4+O2+2H2O＝4NaHSO3)，在氧气充足的环境下反应产物包括硫酸氢钠(Na2S2O4+O2+H2O＝NaHSO3+NaHSO4)，生成的亚硫酸氢钠迅速分解出二氧化硫，产生刺激性气味；连二亚硫酸钠与木素的还原反应进行得很快，在60℃下，10分钟内就可大部分完成，它与氧气的分解反应进行的更为迅速，数秒钟就可基本结束。因此，减少浆料中氧的浓度和连二亚硫酸钠与空气的接触时间、漂前保护及药品与纸浆的快速有效混合，是提高连二亚硫酸钠漂白效率的重要途径。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种操作简单快捷、效率高的加药装置，与现有技术相比，有效避免了连二亚硫酸钠与空气接触的时间及稀释飘液的漂前保护，连二亚硫酸钠与纸浆的快速有效混合提高了漂白效率。
本发明通过下述技术方案实现：
一种加药装置，包括蒸发腔本体和与其连接的喷腔本体，所述蒸发腔本体内设有拉瓦尔喷嘴，所述拉瓦尔喷嘴出口对应于喷腔本体的入口，所述拉瓦尔喷嘴的入口设于蒸发腔本体的侧壁上，所述蒸发腔本体设有加水口和吸药口；所述喷腔本体包括依次连接的引射管、混合管、扩压管，所述引射管从蒸发腔本体的连接处由大逐渐变小，所述混合管为直管，所述扩压管从混合管的连接处由小逐渐变大。
所述加水口和吸药口设置于蒸发腔本体的顶部。
作为进一步改进，所述吸药口置于蒸发腔本体的顶部、拉瓦尔喷嘴喉部的的上端。
所述蒸发腔本体的底部设有排水阀。
所述拉瓦尔喷嘴的总长度为180mm～260mm，收缩管角度为6°～8°，扩张管的角度为4°～6°度，喉部管径10mm～15mm。
所述扩压管的长度为900mm～1100mm，角度为7°～9°。
所述混合管的管径为150mm～200mm，长度为800mm～900mm。
连二亚硫酸钠以干粉状通过吸药口被吸入加药装置，在加药装置内被“水雾”稀释后直接加入纸浆进行高浓(＞25％)漂白，具体工作原理如下：
(1)、工作蒸汽(0.1～0.3MPa低压饱和蒸汽)通过经拉瓦尔喷嘴绝热喷射，在喷嘴出口处形成超音速气流(流速1000～1500米/秒)，由于高速气流的引射抽吸作用，致使蒸发室内形成真空(-0.05～-0.09MPa)；
(2)、由加水口进入蒸发室内的清水，在真空状态下迅速不断蒸发，由于部分清水的蒸发，需要吸收大量的潜热，从而使未蒸发部分不断被吸热后温度变得越来越低，以达大量饱和水蒸发变成低温“水蒸汽(7℃～15℃)”；
(3)、蒸发腔本体内不断蒸发的“水蒸汽(7℃～15℃)”被拉瓦尔喷嘴喷出的高速喷射气流带走，并在混合管的混合区内与工作蒸汽充分混合后进入扩压管的扩压区(在混合区内这两种温差(约110℃)极大的水蒸汽进行热交换和充分混合，工作蒸汽(约120℃)降压降温后冷凝成水雾，同时低温“水蒸汽(7℃～15℃)”被增温增压后也凝结成水雾)。
(4)、这时，连二亚硫酸钠以干粉状在负压作用下，从吸药口被吸入蒸发室，由于拉瓦尔喷嘴喷出的高速气流引射抽吸作用，连二亚硫酸钠干粉与低温“水蒸汽(7℃～15℃)”混合进入混合管后，再与水雾充分混合、稀释后获取工作蒸汽热能进入扩压区，在扩压管绝热膨胀形成具有一定压力和温度的“水雾药液”直接加入纸浆进行漂白。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果：
(1)本发明加药装置蒸发室密封、真空负压，连二亚硫酸钠以干粉状被吸入，可有效避免与空气接触。
(2)连二亚硫酸钠在本发明的加药装置内与水蒸汽射流混合后直接加入纸浆进行高浓漂白，不需要另外稀释、搅拌及隔绝空气的保护措施。
(3)采用饱和蒸汽(约120℃)作工作蒸汽进行喷射，药粉与水蒸汽混合后温度升高，加入纸浆可加快反应速度、提高漂白效率。
(4)工作蒸汽为0.1～0.3MPa低压饱和蒸汽，可利用生产中的二次蒸汽(乏汽)，减少废汽排放造成的环境污染。
(5)使用本发明的加药装置，纸浆高浓漂白(浆浓度＞25％)，漂白效率高、污染负荷小。
(6)本发明结构简单，操作便捷。
附图说明
图1是本发明加药装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本发明加药装置，包括蒸发腔本体10和与其连接的喷腔本体，所述蒸发腔本体10内设有拉瓦尔喷嘴4，拉瓦尔喷嘴4的总长度为180mm～260mm，收缩管角度为6°～8°，扩张管的角度为4°～6°度，喉部管径10mm～15mm。所述拉瓦尔喷嘴4出口对应于喷腔本体的入口，所述拉瓦尔喷嘴4的入口设于蒸发腔本体10的侧壁上，所述蒸发腔本体10的顶部设有加水口2和吸药口3。吸药口3置于蒸发腔本体10的顶部、拉瓦尔喷嘴4喉部的上端。
所述喷腔本体包括依次连接的引射管5、混合管9、扩压管8，所述引射管5从蒸发腔本体10的连接处到混合管9的连接处由大逐渐变小，所述混合管9为管径相同的直管，所述扩压管8从混合管9的连接处由小逐渐变大。所述扩压管8的长度为900mm～1100mm，角度为7°～9°；所述混合管9的管径为150mm～200mm，长度为800mm～900mm。
所述蒸发腔本体10的底部设有排水阀12，主要用于清洗蒸发腔本体10。
连二亚硫酸钠以干粉状通过吸药口3被吸入加药装置，在加药装置内被“水雾”稀释后直接加入纸浆进行高浓漂白，具体工作原理如下：
(1)、工作蒸汽1(0.1～0.3MPa低压饱和蒸汽)通过经拉瓦尔喷嘴4绝热喷射，在拉瓦尔喷嘴4的出口处形成超音速气流(流速1000～1500米/秒)，由于高速气流的引射抽吸作用，致使蒸发腔本体10内形成真空(-0.05～-0.09MPa)；
(2)、由加水口2进入蒸发腔本体10内的清水11，在真空状态下迅速不断蒸发，由于部分清水11的蒸发，需要吸收大量的潜热，从而使未蒸发部分不断被吸热后温度变得越来越低，以达大量饱和水蒸发变成低温“水蒸汽(7℃～15℃)”；
(3)、蒸发腔本体10内不断蒸发的水蒸汽被拉瓦尔喷嘴4喷出的高速喷射气流带走，并在混合管9的混合区6内与工作蒸汽1充分混合后进入扩压管8的扩压区7(在混合区6内这两种温差(约110℃)极大的水蒸汽进行热交换和充分混合，工作蒸汽1(约120℃)降压降温后冷凝成水雾，同时低温“水蒸汽(7℃～15℃)”被增温增压后也凝结成水雾)。
(4)、这时，连二亚硫酸钠以干粉状在负压作用下，从吸药口3被吸入蒸发腔本体10，由于拉瓦尔喷嘴4喷出的高速气流引射抽吸作用，连二亚硫酸钠干粉与低温“水蒸汽(7℃～15℃)”混合进入混合管9后，再与水雾充分混合、稀释后获取工作蒸汽1热能进入扩压区7，在扩压管8绝热膨胀形成具有一定压力和温度的“水雾药液”直接加入纸浆进行漂白。
如上所述便可较好的实现本发明。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种加药装置，其特征在于，包括蒸发腔本体和与其连接的喷腔本体，所述蒸发腔本体内设有拉瓦尔喷嘴，所述拉瓦尔喷嘴出口对应于喷腔本体的入口，所述拉瓦尔喷嘴的入口设于蒸发腔本体的侧壁上，所述蒸发腔本体设有加水口和吸药口。
2.根据权利要求1所述的加药装置，其特征在于：所述喷腔本体包括依次连接的引射管、混合管、扩压管，所述引射管从蒸发腔本体的连接处由大逐渐变小，所述混合管为直管，所述扩压管从混合管的连接处由小逐渐变大。
3.根据权利要求1或2所述的加药装置，其特征在于：所述加水口和吸药口设置于蒸发腔本体的顶部。
4.根据权利要求3所述的加药装置，其特征在于所述吸药口置于蒸发腔本体的顶部、拉瓦尔喷嘴喉部的的上端。
5.根据权利要求3所述的加药装置，其特征在于：所述蒸发腔本体的底部设有排水阀。
6.根据权利要求3所述的加药装置，其特征在于：所述拉瓦尔喷嘴的总长度为180mm～260mm，收缩管角度为6°～8°，扩张管的角度为4°～6°度，喉部管径10mm～15mm。
7.根据权利要求2所述的加药装置，其特征在于：所述扩压管的长度为900mm～1100mm，角度为7°～9°。
8.根据权利要求2所述的加药装置，其特征在于：所述混合管的管径为150mm～200mm，长度为800mm～900mm。
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